Java程序員如何快速理解Kubernetes

我們希望微服務是可復制的，可替換的工作節點，這樣可以輕松進行升級或降級，同時無需任何停機時間，并花費最少代價的管理。我們可以說我們希望他們成為我們的小黃人（minions）。本文我們將通過一個簡單的例子來了解Kubernetes可以通過創建和編排一群“小黃人"來為我們做些什么。您可以與本文一起編碼或從此處[1]克隆項目。
先決條件

需要將使用Docker容器化微服務以便在Kubernetes中運行它們。我們將使用Minikube，而不是使用云托管的Kubernetes，以便可以在本地沙箱運行。
目的

我們的小黃人軍團將是Java微服務。我們希望軍團中有不同類型的工作角色，以便能夠了解Kubernetes可以為我們做些什么。因此，我們的目標是讓每個微服務都響應一個簡單的http請求，其響應如下：

使用ASCII字來表示minion的類型。
構建Java Minion服務

我們可以通過Spring Boot Web應用程序來啟動我們的微服務，程序使用具有Web啟動依賴性的Spring Initializr初始化：

在項目中，創建一個使用@RestController注釋的Controller來處理請求。使用@RequestMapping（method = GET）來提供響應主體。所以首先我們可以這樣做：
@RequestMapping(?method=GET)

@ResponseBody

public?String?minion()?throws?UnknownHostException?{

???StringBuilder?stringBuilder?=?new?StringBuilder();

???stringBuilder.append("Host:?").append(InetAddress.getLocalHost().getHostName()).append(" ");

???return?stringBuilder.toString();

}

但這并不能完全滿足需求。我們可以輸出ASCII字，但選擇哪種minion類型？為此可以使用一個技巧。創建一個可以采用我們選擇的任何minion類型的應用程序。要做到這一點，需要它包含一個ASCII藝術字庫。因此，我們創建了一個名為MinionsLibrary的類，使用@Component注解，在內部我們創建了一個地圖，我們使用此博客[2]中的一些minions初始化：
@Component

public?class?MinionsLibrary?{

????private?Map<String,String>?map?=?new?HashMap<>();

????public?MinionsLibrary(){

??????map.put("one-eyed-minion",<COPY-PASTE?MINION?ASCII?ART?HERE>);

??????map.put("two-eyed-minion",<COPY-PASTE?MINION?ASCII?ART?HERE>);

??????map.put("sad-minion",<COPY-PASTE?MINION?ASCII?ART?HERE>);

??????map.put("happy-minion",<COPY-PASTE?MINION?ASCII?ART?HERE>);

????}

}

或者你可以從https://github.com/ryandawsonuk/minions/tree/master/src/main/java/org/minions/demo獲取。
然后告訴微服務是哪種minion類型。使用Spring應用程序的名稱屬性（我們稍后可以使用Docker環境變量設置）來執行此操作。它還將幫助我們稍后在響應中顯示我們的應用程序版本，所以現在的Controller變為：
@RestController

public?class?Controller?{

????private?final?String?version?=?"0.1";

????private?MinionsLibrary?minionsLibrary;

????@Value("${spring.application.name}")

????private?String?appName;

????public?Controller(MinionsLibrary?minionsLibrary){

????????this.minionsLibrary=minionsLibrary;

????}

????@RequestMapping(?method=GET)

????@ResponseBody

????public?String?minion()?throws?UnknownHostException?{

????????StringBuilder?stringBuilder?=?new?StringBuilder();

????????stringBuilder.append("Host:?").append(InetAddress.getLocalHost().getHostName()).append(" ");

????????stringBuilder.append("Minion?Type:?").append(appName).append(" ");

????????stringBuilder.append("IP:?").append(InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()).append(" ");

????????stringBuilder.append("Version:?").append(version).append(" ");

????????stringBuilder.append(minionsLibrary.getMinion(appName));

????????return?stringBuilder.toString();

????}

}

現在選擇'image'包以匹配應用程序名稱，該名稱將是minion類型名稱（例如'單眼小黃人'）。
容器化并部署

需要為我們的應用程序創建一個Docker鏡像。我們想在Docker鏡像中構建可執行的jar，然后在容器啟動時啟動Java應用程序。可以使用多階段Docker構建來完成此任務。 Dockerfile是：
FROM?maven:3.5-jdk-8?as?BUILDMINION

COPY?src?/usr/src/myapp/src

COPY?pom.xml?/usr/src/myapp

RUN?mvn?-f?/usr/src/myapp/pom.xml?clean?package?-DskipTests

FROM?openjdk:alpine

COPY?--from=BUILDMINION?/usr/src/myapp/target/*.jar?/maven/

CMD?java?$JAVA_OPTS?-jar?maven/*.jar

從開始到'FROM openjdk：alpine'是構建JAR，然后jar包被拷貝到基于輕量的openjdk:alpine鏡像的下一階段構建。使用JAVA_OPTS參數來限制程序的內存占用（關于降低內存，可以參考該文章[3]）。
然后使用命令“docker build . -t minion”構建一個鏡像。
通過創建Kubernetes部署文件來部署它。我們稱之為“minion-army.yml”。這將包含每個minion類型的條目。這是其中的一個minion類型：
apiVersion:?apps/v1beta1

kind:?Deployment

metadata:

?name:?one-eyed-minion

labels:

???serviceType:?one-eyed-minion

spec:

?replicas:?2

template:

???metadata:

?????name:?one-eyed-minion

?????labels:

???????serviceType:?one-eyed-minion

???spec:

?????containers:

???????-?name:?one-eyed-minion

?????????image:?minion:latest

?????????imagePullPolicy:?Never

?????????ports:

?????????-?containerPort:?8080

?????????env:

?????????-?name:?JAVA_OPTS

???????????value:?-Xmx64m?-Xms64m

?????????-?name:?SPRING_APPLICATION_NAME

???????????value:?"one-eyed-minion"

---

apiVersion:?v1

kind:?Service

metadata:

?name:?one-eyed-minion-entrypoint

namespace:?default

spec:

?selector:

???serviceType:?one-eyed-minion

ports:
???-?port:?8080

?????targetPort:?8080

?????nodePort:?30080

type:?NodePort

請注意，“SPRING_APPLICATION_NAME”變量會自動與spring.application.name屬性匹配，以便此minion服務成為單眼小黃人類型。有兩個這種minion類型的實例（副本）可用，Kubernetes服務將自動將請求路由到其中一個或另一個。
該服務將通過Minikube以端口30080暴露對外提供服務（對于真正的Kubernetes，該服務的這一點會有所不同，因為我們使用LoadBalancer而不是NodePort，并且不會限制在minikube端口范圍）。服務將使用與服務匹配的Pod來處理它。我們將為每種類型提供一種服務。
minion類型的部署將創建兩個Pod。每個人都是這種類型的工作節點。
我們可以為每個minion類型重復上面的配置，每次增加外部端口號以便使用不同的端口，或者我們可以使用這個GitHub存儲庫，它還具有其他配置，可以在不停機的情況下進行小型版本升級（如果我們使用Helm，我們可以避免重復，但我們不想添加比我們更多的工具）。
創建軍團

首先啟動mMinikube：
minikube?start?--memory?4000?--cpus?3

等待它開始，然后將您的Docker registry鏈接到Minikube，并為Minikube構建minion圖像：
eval?$(minikube?docker-env)

docker?build?.?-t?minion

然后我們可以部署軍團：
kubectl?create?-f?minion-army.yml

并看到類型：
open?http://$(minikube?ip):30080

open?http://$(minikube?ip):30081

open?http://$(minikube?ip):30082

open?http://$(minikube?ip):30083

每個看起來都很像文章開頭的快樂小黃人頁面。
我們可以通過“kubectl get pods”來查看整個軍隊，或者“minikube dashboard”進到Pods頁面：

創造更多的部隊

我們可以在minikube dashboard的Deployments部分下創建更多特定類型的minions：

一個小黃人倒下，另一個替補他的位置